NO162390B

NO162390B - Boelgeavviser med sikksakk-form og boelgeavviser med siksak-form for flytende bruk.

Info

Publication number: NO162390B
Application number: NO85854796A
Authority: NO
Inventors: Albrecht Kloeckner
Original assignee: Albrecht Kloeckner
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1989-09-11
Also published as: DK545085D0; DE3235602A1; FI83445C; US5062739A; NO854796L; DK156901B; DK156901C; EP0210978B1; EP0210978A1; DE3475324D1; ATE38866T1; WO1985004436A1; FI83445B; DK545085A; FI863864A; FI863864A0

Description

Oppfinnelsens bakgrunn

Oppfinnelsen gjelder en bølgeawiser av det slaget som er beskrevet i innledningen til patentkrav 1. En slik bølgeawiser, med eller uten landtilknytning har til oppgave å reflektere innkommende bølger med sine hovedsaklig vertikale sidevegger, og ved interferens mellom de innkommende og reflekterte bølgene å redusere kraften av sjøgangen som støter mot bølgeawiseren. Rn skiller mellom bølgeavvisere som står tast på bunnen og flytende, f.eks forankret med trosser.

Bølgeavvisere med sikksakk-form, som er anbragt på bunnen er f.eks kjent fra US-PS 2.191.924 og 2. 941. 371, samt fra GB-PS 636.840. Bølgeavvisere med sikksakk--f orm som er bygd flytende, er beskrevet i GB-PS L.S59.845. Disse publikasjonene behandlet forskjellige konstruktive utforminger av bølgeavvisere med sikksakk-form. Dimensjonsforholdene som bør herske blir imidlertid ikke tillagt noen betydning, slik at det ikke gis noen utsagn om disse.

Det er funnet at dimensjoneringen av bølgeavvisere av dette slaget har avgjørende betydning, såvel med hensyn til bølgereflekterende egenskaper som med hensyn til styrkeforholdene. For dimensjoneringen er i første rekke følelsen på bølgeangrepene (bølgehøyde og lengde) utslagsgivende, deretter vanndybden hvor det bunnbaserte byggverket blir plassert. Slike bølgeavvisere med liten benlengde på sikksakk-elementene, slik det er beskrevet i de nevnte publikasjonene, forholder seg i forhold til langbølget, høy sjøgang hovedsaklig som bølgeavvisere med rettlinjet front, hvilke ved sterk sjøgang er utsatt for så høye belastninger, at det alltid må regnes med skader eller til og med fullstendig ødeleggelse. Flytende sikksakk-bølgeavvisere er utsatt for å komme i svingninger pga. sjøgangen, som ved stiv byggemåte ifølge GB-PS 1.559.84b vegerlig fører med seg at bølgeavviseren brytes ved sterk sjøgang.

Oppfinnelsens formål:

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en sikksakk-bølgeawiser for bunnbasert eller flytende byggemåte, som tilfredsstiller styrkekravene ved størst mulig sjøgang.

Oppfinnelsens prinsipp:

Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås med en bølgeawiser som er utformet i samsvar med patentkrav 1.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de øvrige uselvstendige patentkravene.

Ved bunnbaserte byggverk har det vist seg, at benlengden 1 til sikksakk-elementene og totalhøyden h på elementenes bølgereflekterende sidevegg i vesentlig grad er avhengig av vanndybden d (ved rolig vann) på plasseringsstedet. Følgende dimensjoneringsregler gjelder: 1 ^ d, fortrinnsvis 1 5 - 8 d

og samtidig

h ^ d, fortrinnsvis h = 2 - 2,5 d

For flytende byggverk gjelder ifølge oppfinnelsen følgende dimensjoneringsregler:

idet A max er den maksimalt forventete bølgelengden som skal avvises,

og h ^ H , fortrinnsvis h ^ 1,5 H

y ^ max max

idet H , er maskimal forventet bølgehøyde. Herunder

max

bør fribordshøyden f utgjøre omtrent 1/4 av totalhøyden h til den bølgereflekterende sideveggen, dvs. sideveggen

bør i stillestående vann ligge med 3/4 under og med 1/4 over vannet, for at byggverket ikke skal bli for overskylt av bølger. Dessuten må de enkelte sikksakk-elementer ved flytende byggverk forbindes med svingningsdempende koplingselementer, for at den langbølgete sjøgangsdelen som overlagret sjøgangen som skal avvises kan fanges opp uten skadelig belastning på byggverket.

Eksempel:

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 og 2 viser en bunnbasert sikksakk-bølgeavviser med en påvirkende enkeltbølge i sideriss og planriss, Fig. 3 og 4 viser en flytende sikksakk-bølgeawiser med påvirkende bølgegang i sideriss og planriss, Fig. 5 og 6 viser en første utførelsesform av et koplingselement for sammenføyning av tilstøtende element i en flytende bølgeawiser i sideriss og i delvis oppsnittet planriss, Fig. 7 viser en andre utførelsesform av et koplingselement i planriss, ' Fig. 8 og 9 viser en tredje utførelsesform av et koplingselement i sideriss og planriss, Fig. 10 viser et skjematisk planriss av ei båthavn med et havneinnløp, som er oppbygget av to flytende bølgeavvisere i foldeversjon og en faststående bølgeawiser, Fig. 11 og 12 viser en utførelsesform av leddforbindelsen mellom to naboelement ved en bølgeawiser i foldeversjon, i henholdsvis sideriss og planriss, mens Fig. 13 og 14 viser en andre utførelsesform av leddforbindelse mellom to naboelement til en bølgeawiser i foldeversjon, i henholdsvis sideriss og planriss.

Den bunnbaserte bølgeavviseren ifølge fig. 1 og 2 er sammensatt av rette, vesentlig rettvinklet oppbygde elementer 1 og 2, som f.eks. i tverrsnittprofi 1 kan være L-formete betongelementer, hvis sidevegger 4 som står vendt mot bølgene forløper hovedsaklig vinkelrett på vannplanet 5. Elementene 1 og 2 er plassert foran én sjøbredd 6 og kan være oppfylt med steiner på baksida.

Elementenes 1 og 2 benlengde 1 er minst lik eller større enn vanndybden d (ved rolig vann) og fortrinnsvis 5-8 ganger så stor som vanndybden d. Totalhøyden h til den bølgereflekterende sideveggen 4 er minst lik eller høyere enn vanndybden d og fortrinnsvis 2 - 2,5 ganger så stor som vanndybden d.

Begrunnelse: Under grundtvannsgrensen ("Flachwassergrenze") d/;\ = 0,5 (J\ = bølgelengde) kan bølger ikke lenger ha full steilhet H/^ ^ 1/7 (H = bølgehøyde), men brytes, dvs. at bare grunnere bølger med denne bølgelengden kan gå utbrutt videre og nå byggverket. Ved meget lange bølger, som løper inn i et slikt område (d/ft < 0,1) danner det seg såkalte enkeltbølger, som brytes ved

h = 0,78 (Mc Cowan-Grenze)

d

Ved grunnt vann kan det altså ikke opptre som er høyere en ca. 4/5 av vanndybden d og nå byggverket. Riktignok løper en slik enkeltbølge, som altså ikke bryter, i praksis med sin fulle høyde over stillvannivå, men bølgedalen er meget lang og meget plan.

Som dimensjoneringskriterium blir derfor her basislengden fr Q for en enkeltbølge innført, idet denne forenklet, men tilstrekkelig nøyaktig kan angis som

7^0tølOH=8d

Den flytende bølgeavviseren ifølge fig. 3 og 4 er sammensatt av sikksakk-elementer 7 og 8, som står hovedsaklig vinkelrett på hverandre og som ved sine sammenstøtende endeflater, som avskrådd 45°, er sammenføyd med svingningsdempende koplingselementer 9. Sideveggen 11 som vender mot bølgene 10 forløper også her hovedsaklig vinkelrett på vannplanet 12.

Benlengden 1 til elementene 7 og 8 er i det minste lik eller større enn halve den maksimalt forventete bølgelen; gden ?- max. Totalhøyden h til de bølgereflekterende sideveggene 11 er minst lik eller større enn den maksimalt forventete bølgehøyden H

max.

Begrunnelse: Tyr man ikke til særlige svingningsdempende forholdsregler, så som ; medkoplingselementene 9, så vil bølgeavviseren med stor benlengde henholdsvis i langbølget sjøgang komme i svingninger og ikke lenger avvise denne langbølgete delen av sjøgangen effektivt. Kortere sjøgang blir uten svinaninasdemDende forholdsrealer avvist sikkert odd til

Den eksperimentelt og teoretisk fastslåtte sammenhengen mellom ^ og H er i vann med tilstrekkelig dybde:

(H/A) = 0,14f^l/7 (Michell-Havelock-Grenze),

' max

idet sterkere sjøgang brytes.

Dimensjoneringsgrensa h ^. H gir

erfaringsmessig fremdeles tilstrekkelig verneeffekt. En mer tilfredsstillende verneeffekt kan iaktas fra h 3- 1, 5 . H

max

Fribordshøyden bør være f 1/4 h, dvs. at sideveggen 11 bør ligge med 3/4 under og 1/4 over vann, for at byggverket ikke skal bli for sterkt overskyllet.

Uten svingningsdempende forholdsregler oppnås med slike dimensjonerte byggverk en fordelaktig, motrettet refleksjon.

På en slik bølgeawiser som er montert flytende og har benlengde 1, kan det ikke forhindres, at byggverket av og til blir utsatt også for lenger sjøgang, enn det den er beregnet for. Den langbølgete andelen av sjøgangen kan byggverket ikke reflektere, men må fange den opp. For dette hjelper svingningsdempende koplingselementer 9. I driftsområde holder de sikksakk-elementene 7 og 0 tilstrekkelig bevegelsessvakt og rettvinklet sammen, i nødstilfelle gir de imidlertid tilstrekkelig bevegelsesfrihet, men demper elementenes re lativbevegeIse så mye, at det heller ikke i resonanstilfelle kan skje noen overdreven bevegelse.

Koplingselementene 9 kan fylle disse funksjonene, når de som koplingselementer ifølge fig. 5 og 6 er tilstrekkelig sterke for belastning i alle retninger, men tillater en dempet torsjons- og bøyebevegelse. Koplingselementet ifølge fig. b og 6 omfatter for dette formål et kuleledd 13, som er smøremiddeltett innkapslet. Kuleleddet 13 er innlagret i en krans av støtdempere 14 med trekkfjør henholdsvis tilsvarende sylindre for energioppfanging, som er plassert i en sirkel mellom elementene 7 og 0.

Fig. 7 viser en andre utførelsesform av koplingselement 9. Dette koplingselementet 9 omfatter en elastisk blokk som kan ta strekk- , trykk- og sidekrefter og som lik kuleleddet 13 ved utførelsesformen ifølge fig. b og 6, er innleiret mellom en krans av støtdempere 14 eller tilsvarende sylindre som angriper mellom elementene 7 og 0.

En tredje og mindre omfattende utførelsesform av et koplingselement 9 er vist i fig. 8 og 9. Dette koplingselementet 9 egner seg særlig der hvor bølgeavviseren samtidig skal tjene som forankringsplass for båter. På sammenstøtende endeflater til elementene 7 og 8, som her støter stump mot hverandre, er det ved hjelp av bolter 16 festet brukte bildekk 17. I det viste tilfelle finnes det på begge endeflater 4 grupper med 2 bildekk med innbyrdes avstand og med 2 og 2 grupper plassert på linje. Bildekkene 17 til det ene elementet 7 overlapper bildekkene til det andre elementet 8 idet boltene 18 er satt inn for sammenføyning i overlapningsområdet. Et slikt koplingselement 9 har riktignok enkel oppbygning, men det har ikke den ønskete styrke i alle retninger, slik at det bare kan brukes der hvor en venter lav bølgegang, så som i mindre innsjøer.

1 tillegg til svingningsdempningen med koplingselementene 9 kan en montere ytterligere (ikke viste) dempningsorgan mot neddykkings- og stampesvingninger ved lang sjøgang på elementene 7 og 8, så som - dempningskammer, som er åpne nedover og oppdelt med mellomvegger og forsynt med styrbare luftventiler,

- trimtanker med pumper,

- trimflåter som reagerer på såkalte "orbitalbevegelser"

i sjøgangen,

- forskyvbare vektblokker osv.

Bølgeavvisere som utføres flytende kan, når elementene 7 og 8 i planriss er tilstrekkelig smal, utformes i såkalt foldeversjon slik det er vist i fig. 10-14. Dette gir følgende fordeler: 1. Gunstig kostnads-nytteforhold, dvs. effektivt vern ved meget lave byggekostnader, 2. I godvær kan bølgeavviseren foldes bort for å gi fritt farvann 3. Montering på et eksisterende båtanlegg er mulig uten noen endringer.

Ved en bølgeawiser i foldeversjon må koplingselementene 9 naturligvis utformes slik at de tillater sammenfolding og utfolding av elementene 7 og 8. I fig. 10 er det vist en båthavn 19 med forankringsplasser 20 for båter, hvor det dannes et skille mot det ytre sjøområdet med to innbyrdes forskøvne bølgeavvisere som er utformet for sammenfolding. I samvirke med en tredje, bunnbasert bølgeawiser hindres at bølgegang, som vist ved 1,2 og 3, når inn i det indre av båthavna 19 gjennom havneinnløpet.

En første utførelsesform av et koplingselement for en bølgeawiser i foldeversjon er vist i fig. 11 og 12. Dette koplingselementet 9 omfatter brukte bildekk 21 som er plassert over hverandre vekselvis med feste til det og det andre av de tilstøtende elementene 7 og 8. En bolt 22 er ført som leddaksel gjennom bildekkene 22. Spenntrosser 23 er forbundet ved den øvre og den nedre enden av disse boltene 22. Slike spenntrosser 23 kan også brukes ved de beskrevne utf ørelsesf ormene av en flytende bølgeawiser som er beskrevet foran, for å gi avstivning. Det er fordelaktig om støtdemperelementer 24 er innskutt i spenntrossene.

En andre utførelsesform av et koplingselement 9 for en slik sammenfoldbar bølgeawiser er vist i fig. 13 og 14. Dette koplingselementet 9 omfatter tekstilarmerte gummibånd 25 eller liknende, som for dannelse av en hengselkonstruksjon er festet vekselvis til den indre og den ytre enden til de tilstøtende elementene 7 og 0. Også her finnes det spenntrosser 23 som er forbundet med festeøyer 26 ved over- og undersiden av elementenes ender.

Spenntrossene 23 for avstiving av bølgeavviseren kan, slik det er vist i fig. 4, være innspent på innsida og på utsida. I mange tilfeller, hvor det kan regnes med lave belastninger, kan det ifølge fig. 10 brukes spenntrosse 23 bare på yttersida eller sjøsida. Den flytende bølgeavviseren må, som vist i fig. 10, forankres på hensiktsmessig måte mot avdrift, f.eks. i bunnen.

Det skal tilføyes, at ved foldeversjonen må elementene selv, pga. den vertikale bøyestyrken og torsjonsstivheten i leddene, være tilsvarende torsjonsmyke for at høy påkjenning kan tåles uten skader.

Claims

1. Sikk-sakk-bølgeavviser, hvis hovedsakelig rette sidevegger, som er vendt mot bølgene, står hovedsakelig vinkelrett på vannplanet, og hvor sideveggene (4;11) støter parvis vinkelrett sammen, karakterisert ved at: - benlengden (1) til sideveggene (4;11) er i det minste lik eller større enn halve den maksimale forventete bølgelengden (7lmax) hhv. fot bunnbasert innsats er minst 5-8 ganger så stor som vanndybden (d) ved rolig sjø, og at - totalhøyden (h) til de bølgereflekterende sideveggene (4;11) for flytende bruk er i det minste lik eller større enn 1-1,5 ganger den maksimalt forventete bølgehøyden (H ) ved en fribordhøyde (f) til sideveggene (11) ni 3. x fortrinnsvis på ca. 1/4 av totalhøyden, hhv. ved bunnbasert innsats 2-2,5 ganger vanndybden (d).

2. Bølgeawiser i samsvar med krav 1, for flytende bruk, karakterisert ved at sikk-sakk elementene (7,8) eventuelt er sammenføyd med svingningsdempende koblingselement (9).

3. Bølgeawiser i samsvar med krav 2, karakterisert ved at koplingselementene (9) omfatter et kuleledd (13) som kan ta påkjenning i alle retninger og som er innleiret i en krans av støtdempere (14) som et innspent mellom elementene (7,8).

4. Bølgeawiser i samsvar med krav 2, karakterisert ved at koplingselementene (9) omfatter ei elastikkblokk (15) som er innleiret i en krans av støtdempere (14) innspennt mellom elementene i bølgeavviseren.

5. Bølgeawiser i samsvar med krav 2, karakterisert ved at koplingselementene (9) omfatter brukte bildekk (17) som er leddforbundet med de tilstøtende sider av elementene (7,8) ved hjelp av bolter (16), idet dekkene på sin side er sammenføyd med bolter (18).

6.- Bølgeawiser i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at elementene (7,8) er smale og at koplingselementene (9) tillater sammenfolding og utfolding av elementene.

7. Bølgeawiser i samsvar med ét av kravene 1-5, karakterisert ved at elementene (7,8) er avstivet med spenntrosser (23), med støtdempere (24) som løpet fra hjørne til hjørne.

8. Bølgeawiser i samsvar med krav 6 og 7, karakterisert ved at koplingselementene (9) omfattet brukte bildekk (21) som er anbragt på rekke over hverandre vekselvis med feste til den ene og den andre av to sammenstøtende elementer (7,8), idet en bolt (22) er ført gjennom dekkene (21) som leddaksel, og at spenntrossene (23) angriper ved den øvre og den nedre enden av disse leddboltene (22).

9. Element i samsvar med krav 6 og 7, karakterisert ved at koplingselementene (9) omfatter tekstilarmerte gummibånd (25) e.l. som er festet vekselvis innvendig og utvendig på enden av tilstøtende elementer (7,8) slik at det dannes en hengseltorbindeIse.